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1、东北大学机械一级减速器课程设计ZDDADOC可编辑修改word版机械设计基础课程设计说明书题目：胶带输送机传动装置的设计班 级：姓 名：学 号：指导教师： 李宝民成 绩：2015 年 6 月 20 日1、设计任务书1.1设计题目胶带输送机传动装置的设计1.2工作条件工作年限工作班制工作环境载荷性质生产批量82清洁平稳小批1.3技术数据题号滚筒圆周力 F(N)带 速v(m/s)滚筒直径D(mm)滚筒长度L(mm)ZDD-812002.14006002、电动机的选择计算2.1选择电动机系列根据工作要求及工作条件应选用三相异步电动机， 封闭式结构，电压 380 伏，Y 系列电动机2.2滚筒转动所需要

2、的有效功率pw =Fv1000= 1200 2.1 =10002.52kw根据表 2-11-1 确定各部分的效率:V 带传动效率 1 =0.95一对滚动球轴承效率 2 =0.99 闭式 8 级精度齿轮的传动效率 3 =0.97 弹性联轴器效率 4 =0.99滑动轴承传动效率 5 0.97传动滚筒效率 6=0.96 则总的传动总效率 = 1*2*2 *3*4*5*6= 0.950.990.990.970.990.970.96= 0.8326滚筒的转速n = 60v = 60 2.1 = 100.3r / min w D 0.4所需的电动机的功率电动机额定功率 P0 /kW4.0电动机满载转速n0

3、 /(r/min)960堵转转矩/额定转矩2.0电动机轴伸直径 D/mm38电动机轴伸长度 E/mm80电动机中心高 H/mm132p = pw = 2.52 = 3.027kwr 0.83262.3 选择电动机查表 2-19-1 可知可选 Y112M-4 或 Y132M1-6，比较传动比及电动机其他数据，i = n0 = 1440 = 14.36 i = n0 = 960 = 9.571 n 100.3 2 n 100.3w w方案号电动机型号额定功率(kW)同步转速(r/min)满载转速(r/min)总传动比1Y112M-44.01500144014.362Y132M1-64.010009

4、609.57比较两种方案，为使传动装置结构紧凑，决定选用方案 2同时，由表 2.9-1，2.9-2 查得其主要性能数据列于下表：3、传动装置的运动及动力参数计算3.1 传动比的分配总传动比i = n0 = 9.57nw根据表 2-2-1，初定 V 带传动的 i12= 2.5，则齿轮传动的传动比为：i23=i/i12=9.57/2.5=3.83此分配的传动比只是初步的，实际的要在传动零件的和尺寸确定后才能确定,并且允许有（3-5%）的误差。3.2 各轴功率、转速和转矩的计算1轴：（电动机轴） p1=pr=3.027 kw n1=960r/minT1 =9.55*p1/ n1=9.55*3.027

5、*1000/960=30.11Nm2轴： （减速器高速轴）P2=p1*12= p1*1 =3.027*0.95=2.876kwn2=n1/i12=960/2.5=384r/min T2=9.55*p2/n2=9.55*2.876*1000/384=71.52Nm3轴：（减速器低速轴）P3=p2*23=p2*2 *3=2.876*0.99*0.97=2.762kwn3=n2/i23=384/3.83=100r/min T3=9.55*p3/n3=9.55*2.762*1000/100=263.77Nm4轴：（即传动滚筒轴）P4=p3*34= p3*2 *4=2.762*0.99*0.99=2.7

6、07kwn4=n3/i34=100/1=100r/min T4=9.55*p4/n4=9.55*2.707*1000/100=258.52Nm各轴运动及动力参数轴序号功率P(kw)转速n(r/min)转矩(N.m)传动形式传动比效率13.02796030.11带传动2.50.9522.87638471.52齿轮传动3.830.9732.762100264.33联轴器10.9942.707100258.52计计算4.1选择 V 带的型号因为小轮的转速是 960r/min，班制是 2 年，载荷平稳取 Ka=1.1;Pc=Ka*P1 =1.1*3.027=3.330kw查课本图 10-8，可得选用

7、A 型号带，ddmin=75mm查课本表 10-4 取标准直径即 dd1=100mm4.2验算带速4、传动零件的设v= * dd1 *n1 /60*1000=5.03m/s； 满足 5m/s = v120符合要求；4.6计算带的根数Z = Pc /(P0 +P0)*K*Kl查图 10-7 可得，P0=1.0kw, P0 =0.13kw查表 10-6 可得，K=0.926查表 10-2，KL = 0.93代入得，z =3.33/(1.0+0.13)*0.926*0.93=3.50 根;取 z=4；4.7计算作用在轴上的载荷 Fr 和初拉力 F0F0 为单根带的初拉力，F0 = 500* Pc/v

8、z *(2.5/K -1 ) +qv2= 500* 3.33/（5.03*4） *(2.5/0.93 -1 )+0.10*5.032=142.23NFr=2*F0*z*sin（1/2）=2*142.23*4*sin(154.87/2)=1111.39N4.8V 带传动的参数选用 A 型 V 带，13.0mm 顶宽，节宽 11.0mm，高度 8.0mm，共四根长 1250mm，Fr=1111N， 带轮中心距为 342mm，实际传动比为 2.5。5、减速器内传动零件的设计计算5.1选择材料根据表 11-1，大小齿轮材料选择如下:小齿轮 40Cr 钢 调质处理 齿面硬度 250-280HBS大齿轮

9、ZG310-570 钢 正火处理 齿面硬度 162-185HBS5.2计算应力循环次数查图 11-14 得 ZN1=1.0 ，ZN2=1.08（允许有一定点蚀） 查图 11-15 得 ZX1=ZX2=1.0，取 SHmin=1.0查图 11-13（b）,得 Hlim1=690Mpa，Hlim2=440 Mpa。5.3计算许用接触应力= H lim1 ZSH minN1 Z X 1= 690Mpa= H lim 2 ZS H minN 2 Z X 2= 475.2Mpa因 ，故取 = = 475.2MpaH 2 H 1H H 25.4按齿面接触强度确定中心距小轮转矩 T1=9550P1/n1=9

10、5501032.88/384=71625Nmm初取 KZ 2 = 1.1 ，取 = 0.4t t a由表 11-5 得ZE = 188.9.由图 11-7 可得， ZH =2.5，减速传动， u = i = 2.92由式（11-17），计算中心距 a：KT Z Z Z 2a (u + 1)3 1 E 2 a u H 1.1 71625 2.5 188.9 2= (2.92 + 1)32 0.4 2.92 475.2 = 126.16mm取中心距 a=140mm；估算模数 mn=(0.0070.02)a=0.8752.5mm取标准模数 mn=2mm；小齿轮齿数： z12a =mn (u + 1)

11、2 1402 (2.92 + 1)= 35.71大齿轮齿数：z2=uz1= 31.89x2.92 = 104.27取 z1=36，z2=104实际传动比i实传动比误差：= z2z1= 104 = 2.8936i =i理100% =2.92100% = 1.03% 5%齿轮分度圆直径：d1 = mn z1= 72mmd 2 = mn z2= 208mm圆周速度v = d1 n160 103= 72 384 = 1.45m / s6 104由表 11-6,取齿轮精度为 8 级5.5验算齿面接触疲劳强度由电机驱动,载荷平稳和表 11-3，取 KA=1.0；由图 11-2（a），按 8 级精度和vz1

12、 /100 = 1.45 36 /100 = 0.52查得 Kv=1.06；齿宽b = a a = 0.4 140 = 56mm ；由图 11-3(a)，按 b/d1=56/72=0.78,考虑轴的刚度较大和齿轮相对轴承为非对称布置，得 K=1.07；由表 11-4，得 K=1.1，载荷系数 K = KA Kv K K = 1.0 1.06 1.07 1.1 = 1.25由图 11-4 得 a1 = 0.027 36 = 0.972 a 2 = 0.007 105 = 0.728 a = a1 + a 2 = 1.700查图 11-6，得Z = 0.88由式 11-16，计算齿面接触应力 H

13、： H = ZHZE Z = 2.50 188.9 0.88 = 378.17Mpa = 475.2Mpa故安全。5.6验算齿根弯曲疲劳强度按 Z1=36，Z2=104，由图 11-10 得 Y Fa1 =2.48，Y Fa 2 =2.18；由图 11-11 得 Y Sa1 =1.66，Y Sa 2 =1.82；由图 11-12 得 Y=0.68；由图 11-16(b)得 F lim1= 290N / mm2 ， F lim 2= 152N / mm2；由图 11-17 得 FN1=1.0，FN2=1.0；由图 11-18，得 Y X 1 =Y X 2=1.0，取 Y ST =2.0，S F

14、min =1.4； 由式（11-25）计算许用弯曲应力：= F lim1YST YSF minN1YX 1= 290 2 1.0 1.0 = 414Mpa 1.4= F lim 2YST YSF minN 2YX 2= 152 2 1.0 1.0 = 217Mpa 1.4由式（11-21）计算齿根弯曲应力： = 2KT1 YY Y = 2 1.25 71625 2.481.66 0.68bd1 mnFa1sa1 56 72 2= 62.16Mpa = 414Mpa故安全； = 2KT1 YY Y = 2 1.25 71625 2.181.82 0.68bd1 mnFa 2sa 2 56 72

15、2= 59.91Mpa =e，D1= D-（34）=（6869）mm， 取 D1=68mm， D4= D-（1015）=（5762）mm，取 D4=60mm， b=510mm，取 b=6mm，h=(0.81)b=4.86mm，取 h=5mm。6.2低速轴的设计计算及联轴器的选择（1）初步选定减速器低速轴外伸段直径d=(0.81.0)d 电机=(0.81.0) 38=30.438mm（2）选择联轴器拟选用弹性联轴器（GB5014-85），名义转矩 T=9550 p =95502.77/100.26=263.85Nm ，n计算转矩为 TC=KAT=1.5263.85=395.78 Nm，查表 2.

16、5-1，HL3 号联轴器满足要求 Tn =630N.m，Tn Tc 其轴孔直径 d=3048mm,能满足减速器轴径的要求， n=5000r/minn=131.51r/min，轴孔长度 L=60mm。（3）最终确定减速器低速轴外伸段直径d A0= 120 = 36.28mm ,受键槽影响，轴径加大 4%5%,，取138mm；因为是小批生产，故轴外伸段采用圆柱形。（4）确定减速器低速轴各段轴径138mm；d2= d1+(58)=（4346）mm，取 d2=45mm；d3=50mm；d4= d3+(13)=（5153）mm，取 d4=53mm； 轴环直径 d5=60mm； d6=d3=50mm。（5

17、）选择低速轴的轴承根据低速轴 d3=50mm，查表 2.4-1，选择轴承的型号为：（GB/T276-1994）-6210主要参数：D=90mm，B=20mm，da=57mm，Da=83mm（6）选择低速轴的轴承盖轴承外径 D=90mm，螺钉直径 d3=8mm，d2= d3+1=9mm，D0=D+2.5 d3=110mm， D2= D0+2.5 d3=130mm，e=1.2 d3=9.6mm(取 e=10mm)，e1=e，D1= D-（34）=（8687）mm， 取 D1=86mm， D4= D-（1015）=（7580）mm，取 D4=76mm， b=510mm， 取 b=6mm， h=(0.

18、81)b=4.86mm，取 h=5mm。7、低速轴的强度校核（1）求作用于齿轮上的作用力，绘出轴的空间受力图（图 1）转矩 T=9.55106 pn=9.551062.77/100.26=2.638105Nmm圆周力 Ft= 2T d= 2 263800/208 = 2536.54N径向力2Fr = Ft tg = 2536.54 tg 20 = 923.21N轴向力Fa = Ft tg = 2536.54 tg0 = 0N（2）求支座反力(图 1（b）)a.垂直面支反力M B = 0 ，-RAy (L1 + L2 ) + FtL2 = 0RAy= Ft L1L2+L2= 2536.54 64

19、 /(66 + 64) = 1248.76NY = 0 ，RBy = Ft- RAy = 2536.54 - 1248.76 = 1287.78Nb.水平面支反力M = 0 ，-R (L + L ) - Fd + F L = 0BF L - F dAz 1 2a 2 r 2RAz =r 2 a 2L1 + L2= (923.21 64 - 0) /(66 + 64) = 454.50NZ = 0 ，（3）作弯矩图RBz= Fr-RAz= 923.21 - 454.50 = 468.71N1.垂直面内弯矩图 MY(图 1（c）)C 点 MCy = RAy L1 = 1248.76 66 = 82

20、.42N m2.水平面内弯矩图 MZ (图 1（d）)C 点左边MCz= RAz L1 = 454.50 66 = 30.00N mC 点右边M Cz = RBz L2 = 468.71 64 = 30.00N m3.作合成弯矩图(图 1（e）)C 点左边M C = 87.71N mC 点右边M C = 87.71N m（4）作转矩 T 图(图 1（f）)因为有一个键槽dC = 29.77 (1 + 0.05) = 31.26mm ，该值小于原设计该点处轴径 38mm，故安全。8、滚动轴承的选择及其寿命验算选择一对 6210 深沟球轴承，低速轴轴承校核：8.1低速轴轴承的选择选择低速轴的一对

21、6210 深沟球轴承校核。（1）确定轴承的承载能力查表 2.4-1，轴承 6210 的c0r =19.8kN，cr=27.0kN。（2）计算径向支反力R1 =R2 = 1328.90N= 1370.43N（3）计算当量动载荷由于轴承承受纯径向载荷，所以P1 =R1=1328.90N P2= R2=1370.43N8.2低速轴承寿命计算查表 14-16,确定 C=27.0kN：106 C 3106 27000 3L10h = = 60n P 60 100.26 1328.90 = 1394233.3h 300 2 8 8 = 38400h故深沟球轴承 6210 适用。9、键联接的选择和校核9.1

22、低速轴键的材料类型45 号钢 A 型普通平键，联轴器材料为钢.（1）齿轮处键和齿轮材料为 45 钢，载荷平稳，静联接, 齿轮处轴径d4=53,查表 9-6，选普通平键 1610，型号 GB1096-79， 其参数为：b=16mm, h=10mm, R=b/2=8mm，L=（45180）mm,根据齿轮处轴长 54mm,取 L=44mm由表 9-7，查得 = 140N / mm2 = 4T = 4 263.85 103 =2 p dhl 53 10 3164.24N / mmp ，故安全。（2）外伸处键和轴材料为 45 钢，载荷平稳，静联接，外伸处轴径d=38mm，查表 9-6，选择普通平键 10

23、8，型号 GB1096-79， 其参数为:b=10,h=8,R=b/2=5mm， L=（22110）mm，因外伸轴长 58mm，取 L=50mm； 由表 9-7，查得 = 140N / mm2 = 4T = 4 263.85 103 =2 p dhl 38 8 4094.23N / mm p，故安全。9.2高速轴查表 9-6，由 d1=25,选普通平键 87，型号 GB1096-79， 其参数为：b=8mm, h=7mm, R=b/2=4mm， L=（1890）mm，根据外伸轴长 48mm，取 L=40mm.10、减速器的润滑及密封形式选择10.1润滑方式选择查表 2.6-2，减速器的润滑采用

24、脂润滑，选用钠基润滑脂型号 GB/T492-89。10.2油杯选择选择型号 JB/T 7940.1-1995，d=M101,H=18,h=10,h1=7,s=1110.3密封圈选择查表 2.6-5，密封圈采用毡圈油封，型号 JB/ZQ4606-86。由低速轴 d2=30mm 知 D=45mm，d1=29mm,B=7mm；由高速轴 d2=45mm 知 D=61mm，d1=44mm,B=8mm。10.4通气器选择由于工作环境清洁，选用通气螺塞。11、指导参考书陈良玉 王玉良 等 著 东北大学出版社 2000孙德志 王春华 等 著 东北大学出版社 2000孔德志 张伟华 等 著 机械设计基础课程设计科学出版社 2006